Часу в девятом утра, когда передовые суда неприятеля уже прошли наши отряды, Чичагов приказал двум кораблям отряда Мусина-Пушкина итти на помощь Повалишину, потом, в погоню за неприятелем, направил Лежнева и Круза; а в 9 1/2 часов, когда уже половина уходивших шведов была вне выстрелов, адмирал двинулся сам со своими главными силами. Несмотря на то, что, торопясь вступать под паруса, наши корабли рубили канаты, быстроте выхода много мешала близость мелей, между которыми стояли некоторые из судов. Во время бегства среди густого дыма стали на мель и были взяты в плен 3 шведские корабля, 2 фрегата, катер, 2 галеры и 3 транспортных судна. Замыкающий неприятельскую линию корабль должен был пустить 3 брандера на отряды Повалишина и Ханыкова; но по недосмотру, при вступлении под паруса, поданный с корабля на брандер буксир не был обрублен и зажженный брандер, сцепясь с кораблем, зажег его и вместе с ним навалил свой ближайший фрегат. При взрыве этих судов два наши корабля были осыпаны горящими обломками, но спаслись от пожара.
За исключением судов, получивших сильные повреждения во время боя, весь наш флот двинулся в погоню за неприятелем, спешившим укрыться в Свеаборге. Передовые наши корабли следовали в близком расстоянии за последними шведскими кораблями, не обращая внимания на обгоняемый ими весь гребной флот неприятеля, который со множеством транспортных судов в недалеком расстоянии шел одним курсом с нашими кораблями и, конечно, ожидал ежеминутной гибели. Вышедший из Питкопаса и потребованный адмиралом ко флоту отряд Кроуна из 3 фрегатов и 2 катеров, войдя в середину неприятеля, открыл огонь и, успев уже захватить до 20 судов, должен был, исполняя повторительные сигналы адмирала, спешить на соединение с флотом. При этом преследовании удалось у Гогланда догнать и принудить к сдаче контр-адмиральский корабль София-Магдалина и близ Свеаборга фрегатом Венус при помощи корабля Изяслав взят корабль Ретвизан.
Нассау-Зиген после успешного преследования шведских судов, имевших ход лучше наших, сосредоточил свои силы у Фридрихсгама, поблизости которого на большом Роченсальмском рейде находился гребной флот неприятеля.
Шведские суда расположены были в крепкой позиции, южнее большого рейда. Между большими судами стояли галеры и канонерские лодки, на флангах за островами – бомбардирские суда, а на островах построены были батареи. По обоим флангам тянулись длинные линии канонерских лодок и иол. Северный проход, так же как и в прошлом году, был завален, и транспорты, охраняемые 20 судами, стояли на малом рейде. Общее число военных неприятельских судов, не считая транспортов, доходило до 300; у нас же было с небольшим половинное число.
Жаждавший победы, отважный и нетерпеливый Нассау-Зиген 28 июня двинулся к неприятелю, несмотря на неблагоприятный для наших судов сильно свежеющий ветер. Сражение началось в десятом часу утра. На нашем левом фланге, или в авангарде, находился Слизов с канонерскими лодками, каиками и батареями, поставленными на шпрингах в близком расстоянии от неприятеля. Галеры и другие гребные суда держались на веслах. Среди разгара боя, когда наши парусные суда начали подходить в первую линию, в интервалы между судами гребного флота, несколько канонерских лодок отряда Слизова, вследствие страшного утомления гребцов, были брошены на линию галер, которые смешались в беспорядке с парусными судами. Шведские канонерские лодки воспользовались этим и, приблизясь к столпившимся судам, открыли по ним сильный огонь, нанесший значительный вред.
С восстановлением порядка, при успешном действии пловучих батарей, суда стали занимать свои места, и сражение с новой силой загорелось по всей линии. Но засвежевший ветер и увеличившееся волнение препятствовали правильному движению наших судов, качка мешала верному прицелу орудий, и выбившиеся из сил гребцы падали от изнеможения. Между тем, шведы из-за островов наносили русским страшные поражения. После пятичасового упорного сражения, когда часть неприятельских гребных судов направилась в обход нашей флотилии, наши канонерские лодки начали поспешно отступать к югу и выходить из-под выстрелов. При продолжающемся сражении некоторые из наших галер, получивших подводные пробоины, стали тонуть, а сильным ветром суда срывало с якорей и разбрасывало по прибрежным камням. В восьмом часу вечера Нассау-Зиген, прекращая бой, приказал жечь те из парусных судов, которые не было возможности спасти. Потеря наша в этом сражении состояла из 52 судов и более 7 тысяч человек выбывших из строя.